JP2001027120A - Thermostat device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の冷却水
通路に設けられるサーモスタット装置に係わり、特に弁
の開閉をアクチュエータにより行なうサーモスタット装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermostat device provided in a cooling water passage of an internal combustion engine, and more particularly to a thermostat device that opens and closes a valve by an actuator.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、自動車等に使用される水冷式内
燃機関（以下エンジンと称する）の冷却系においては、
冷却水の温度をエンジンに最適な温度に保つため、ラジ
エータ側への冷却水の流れを制御するサーモスタット装
置が配置されており、冷却水温度が低い場合には冷却水
をラジエータを通さずにエンジン循環させ、冷却水温度
が高い場合には冷却水をラジエータを通して冷却し、エ
ンジン循環させる。2. Description of the Related Art Generally, in a cooling system of a water-cooled internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) used for an automobile or the like,
In order to keep the temperature of the cooling water at the optimum temperature for the engine, a thermostat device that controls the flow of the cooling water to the radiator is installed.If the cooling water temperature is low, the cooling water does not pass through the radiator and When the cooling water temperature is high, the cooling water is cooled through a radiator and circulated to the engine.
【０００３】このようなサーモスタット装置として、冷
却水温度の変化により膨張・収縮する熱膨張体（例えば
ワックス）を内蔵したものが広く用いられている。この
装置の代表的なものでは、冷却水温度が高い場合にはワ
ックスの膨張により弁を開いてエンジンから出た冷却水
をラジエータに流入可能とし、冷却水温度が低い場合に
はワックスの収縮により弁を閉じてエンジンから出た冷
却水をラジエータを通さずバイパス通路を介して再びエ
ンジンに循環するよう構成されている。このようなタイ
プのサーモスタット装置は冷却水の温度変化によるワッ
クスの膨張・収縮を利用するものであるが、冷却水の温
度が変化してからワックスが膨張や収縮をするには時間
がかかるため、冷却水温度の変化から弁の動作までの応
答性が悪いという問題があり、冷却水温度の変化に応じ
た高応答制御ができない。[0003] As such a thermostat device, a thermostat device having a built-in thermal expansion body (for example, wax) that expands and contracts due to a change in cooling water temperature is widely used. In a typical device, when the cooling water temperature is high, the valve is opened by expansion of the wax so that the cooling water discharged from the engine can flow into the radiator, and when the cooling water temperature is low, the wax contracts. The valve is closed so that the cooling water discharged from the engine is circulated again to the engine via the bypass passage without passing through the radiator. This type of thermostat device utilizes the expansion and contraction of the wax due to the temperature change of the cooling water, but it takes time for the wax to expand and contract after the temperature of the cooling water changes, There is a problem that the response from the change of the cooling water temperature to the operation of the valve is poor, and high response control according to the change of the cooling water temperature cannot be performed.
【０００４】このため、近年ではモータ等のアクチュエ
ータの作動を制御して弁を開閉するタイプのサーモスタ
ット装置が種々提案されており、これによりエンジンの
負荷や冷却水温度等の運転状態から、冷却水が常にエン
ジンに最適な温度となるよう弁の開度を応答よく制御で
きる。しかしその反面、上述したワックス等の熱膨張体
の熱膨張を利用するタイプのものに比べて耐久性が低
く、故障しやすい。仮にこれらアクチュエータやその制
御手段等が故障してしまうと、冷却水温度が高温になっ
ても弁が開かず、場合によってはエンジンのオーバヒー
トを招いてしまうという問題がある。In recent years, various types of thermostat devices have been proposed which open and close valves by controlling the operation of an actuator such as a motor. The valve opening can be controlled with good response so that the temperature always becomes the optimum temperature for the engine. However, on the other hand, the durability is lower than that of the above-mentioned type using the thermal expansion of the thermal expansion body such as wax, and it is easy to break down. If these actuators and their control means break down, there is a problem that the valve does not open even if the temperature of the cooling water becomes high, possibly causing overheating of the engine.
【０００５】このようにアクチュエータやその制御手段
が故障した際に、エンジンのオーバヒートを防止する技
術として、特開平１０−３１７９６７には、ワックスの
作用により弁を開閉するサーモスタット型制御弁を設け
た冷却水通路と、電磁アクチュエータにより弁を開閉す
る電磁制御弁を設けた冷却水通路とを並列に設けた技術
が開示されている。これを用いれば、電磁制御弁に故障
が発生してもサーモスタット型制御弁が働くことによ
り、エンジンのオーバヒートを防止できる。As a technique for preventing overheating of the engine when the actuator or its control means breaks down, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-317967 discloses a cooling device provided with a thermostatic control valve which opens and closes the valve by the action of wax. There is disclosed a technology in which a water passage and a cooling water passage provided with an electromagnetic control valve for opening and closing the valve by an electromagnetic actuator are provided in parallel. If this is used, even if a failure occurs in the electromagnetic control valve, the thermostat-type control valve operates to prevent the engine from overheating.
【０００６】また、上記従来例のように弁を開閉する手
段としてワックスの作用によるものとモータ等によるも
のの両方を使用した技術として、特開平１０−２２７３
７２には、ワックスの膨張・収縮にともなって伸縮し弁
を開閉するピストンロッドと、ピストンロッドが弁を開
作動させる際にその反力を支持するとともにモータによ
り軸方向位置が調整可能な支持部材とを設け、ピストン
ロッドと支持部材の間隔を調整してピストンロッドを空
振りさせる温度領域を可変設定することによってサーモ
スタット装置の開弁温度を任意に制御する技術が開示さ
れている。また、エンジンの負荷が急激に増大し冷却水
温が急上昇しそうなときにはピストンロッドを支持部材
により強制的に駆動して弁を開け、エンジンのオーバヒ
ートを防止している。Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2273 discloses a technique using both wax and motor as means for opening and closing a valve as in the conventional example.
72, a piston rod that expands and contracts with the expansion and contraction of the wax to open and close the valve, and a supporting member that supports the reaction force when the piston rod opens the valve and whose axial position can be adjusted by a motor. A technique is disclosed in which a valve opening temperature of a thermostat device is arbitrarily controlled by adjusting a distance between a piston rod and a support member and variably setting a temperature range in which the piston rod is swung. When the load on the engine suddenly increases and the cooling water temperature is likely to rise sharply, the piston rod is forcibly driven by the support member to open the valve, thereby preventing the engine from overheating.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１０−３１７９６７に示されるサーモスタット装置で
は、ワックス制御用とアクチュエータ制御用とで別々の
冷却水通路を設ける必要があり装置の大型化を招く上、
各冷却水通路ごとに弁体を別々に設ける必要があるため
コストがかさむという課題がある。However, in the thermostat device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-317967, it is necessary to provide separate cooling water passages for controlling the wax and for controlling the actuator.
Since it is necessary to provide a valve body separately for each cooling water passage, there is a problem that the cost increases.
【０００８】また、特開平１０−２２７３７２に示され
るサーモスタット装置では、エンジンのオーバヒートを
防ぐという所謂フェイルセーフ機能をモータ側に持たせ
ているために故障が発生しやすく、モータや制御回路の
故障により支持部材が移動不能となって、サーモスタッ
ト装置が開弁不能になると、エンジンのオーバヒートを
招いてしまうという課題がある。Further, in the thermostat device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-227372, a failure is likely to occur because the motor has a so-called fail-safe function of preventing overheating of the engine. When the support member cannot move and the thermostat device cannot open, there is a problem that the engine is overheated.
【０００９】本発明は上記課題に鑑み創案されたもの
で、小型で故障の発生が少なくしかも低コストで製造で
きる、サーモスタット装置を提供することを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a thermostat device which is small in size, has few failures, and can be manufactured at low cost.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明のサーモスタット装置は、内燃機関の冷却
水通路を開閉可能な弁体と、前記弁体を開閉駆動可能な
アクチュエータと、冷却水の温度が所定範囲内となるよ
う前記内燃機関の運転状態に応じて前記アクチュエータ
の作動を制御する制御手段と、前記冷却水の温度が前記
所定範囲の上限近傍以上になると熱膨張により前記弁体
を開作動させる感温駆動手段とを備えることを特徴とし
ている。In order to achieve the above object, a thermostat device according to the present invention comprises: a valve body capable of opening and closing a cooling water passage of an internal combustion engine; an actuator capable of driving the valve body to open and close; Control means for controlling the operation of the actuator in accordance with the operating state of the internal combustion engine so that the temperature of the water is within a predetermined range; and Temperature-sensitive driving means for opening the body.
【００１１】これによれば、共通の弁体をアクチュエー
タ及び感温駆動手段のいずれでも駆動できるため、冷却
水通路を別々に設ける必要がなく、小型でかつ安価なサ
ーモスタット装置が構成できる。また、万一アクチュエ
ータ又は制御手段が故障し冷却水温度が所定の範囲を超
えるような事態が発生しても、信頼性に優れた熱膨張作
用を利用した感温駆動手段が弁体を開作動するため、内
燃機関のオーバヒートを確実に防止できる。According to this, since the common valve element can be driven by either the actuator or the temperature-sensitive driving means, there is no need to provide a separate cooling water passage, and a small and inexpensive thermostat device can be constructed. Also, in the event that the actuator or the control means fails and the temperature of the cooling water exceeds a predetermined range, the temperature-sensitive driving means utilizing the thermal expansion effect with excellent reliability opens the valve. Therefore, overheating of the internal combustion engine can be reliably prevented.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の一実施
形態としてのサーモスタット装置について説明する。本
実施形態は本発明を自動車用エンジンの冷却系に適用し
たものであり、図１〜図４に基づいて説明する。図１は
本実施形態にかかる自動車用エンジンの冷却系の全体構
成図である。図１において、矢印ｃは冷却水の流れを示
しており、冷却水はウォータポンプ６から吐出された後
シリンダブロック３に形成された流入口３ａから流入
し、エンジン１内に形成された図示しないウォータジャ
ケットを通って、シリンダヘッド２に形成された流出口
２ａから流出する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a thermostat device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, the present invention is applied to a cooling system of an automobile engine, and will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a cooling system of an automobile engine according to the present embodiment. In FIG. 1, an arrow c indicates a flow of the cooling water. After the cooling water is discharged from the water pump 6, the cooling water flows into an inflow port 3 a formed in the cylinder block 3 and is formed in the engine 1 (not shown). Through the water jacket, it flows out from an outlet 2a formed in the cylinder head 2.
【００１３】流出口２ａには冷却水通路７とバイパス通
路１０が並列に接続されており、この内、冷却水通路７
に流入する冷却水はラジエータ４に導入され、冷却され
た後、冷却水通路８を通って後に詳述するサーモスタッ
ト装置５に導入される。また、バイパス通路１０に流入
する冷却水はラジエータ４をバイパスしてサーモスタッ
ト装置５に導入される。このサーモスタット装置５に導
入された冷却水は冷却水通路９を通ってウォータポンプ
６に吸入され、再び吐出されて流入口３ａからエンジン
１に流入する。サーモスタット装置５は、冷却水通路８
と冷却水通路９との連通開度、及びバイパス通路１０と
冷却水通路９との連通開度を調節することにより、冷却
水の温度を制御する。A cooling water passage 7 and a bypass passage 10 are connected in parallel to the outlet 2a.
Is introduced into the radiator 4, cooled, and then introduced into a thermostat device 5, which will be described in detail later, through a cooling water passage 8. The cooling water flowing into the bypass passage 10 bypasses the radiator 4 and is introduced into the thermostat device 5. The cooling water introduced into the thermostat device 5 is sucked into the water pump 6 through the cooling water passage 9, discharged again, and flows into the engine 1 from the inflow port 3 a. The thermostat device 5 includes a cooling water passage 8.
The temperature of the cooling water is controlled by adjusting the communication opening between the cooling water passage 9 and the bypass opening 10 and the cooling water passage 9.
【００１４】次に、図２に基づいてサーモスタット装置
５の詳細構造を説明する。本実施形態にかかるサーモス
タット装置５はハウジング１２及び１３から構成される
外殻を有しており、ハウジング１２には冷却水通路８に
連通する冷水導入口１２ａが、またハウジング１３には
バイパス通路１０に連通する温水導入口１３ａ及び冷却
水通路９に連通する導出口１３ｂが形成されている。さ
らに、サーモスタット装置５は、冷水導入口１２ａと導
出口１３ｂとの連通開度を制御する第１弁体１１、及び
温水導入口１３ａと導出口１３ｂとの連通開度を制御す
る第２弁体２１を内蔵している。Next, the detailed structure of the thermostat device 5 will be described with reference to FIG. The thermostat device 5 according to the present embodiment has an outer shell composed of housings 12 and 13. The housing 12 has a cold water inlet 12 a communicating with the cooling water passage 8, and the housing 13 has a bypass passage 10. A hot water inlet 13a communicating with the cooling water passage 9 and an outlet 13b communicating with the cooling water passage 9 are formed. Further, the thermostat device 5 has a first valve body 11 for controlling the communication opening degree between the cold water inlet 12a and the outlet 13b, and a second valve body for controlling the communication opening degree between the hot water inlet 13a and the outlet 13b. 21 is built-in.
【００１５】ハウジング１２のハウジング１３との接合
部近傍の開口縁部１２ｂには、第１弁体１１の着座可能
な弁座１４が固定されており、第１弁体１１が弁座１４
に着座（閉弁）している場合には冷水導入口１２ａから
導出口１３ｂに冷却水が流れるのを阻止し、第１弁体１
１が台座１４から離れて（開弁）いる場合には冷水導入
口１２ａから導出口１３ｂに冷却水が流れるのを許容す
るよう構成されている。この弁座１４にはハウジング１
３内に位置するフレーム１５が固定されており、このフ
レーム１５と第１弁体１１との間に介装されたスプリン
グ１６により、第１弁体１１は閉弁方向に常時付勢され
ている。A valve seat 14 on which the first valve body 11 can be seated is fixed to an opening edge 12b near the joint of the housing 12 with the housing 13.
When the valve is seated (closed), the cooling water is prevented from flowing from the cold water inlet 12a to the outlet 13b, and the first valve 1
When 1 is separated from the pedestal 14 (valve open), the cooling water is allowed to flow from the cold water inlet 12a to the outlet 13b. This valve seat 14 has a housing 1
3 is fixed, and the first valve body 11 is constantly urged in the valve closing direction by a spring 16 interposed between the frame 15 and the first valve body 11. .
【００１６】第１弁体１１には、感温駆動手段として、
例えば、冷却水温度により膨張・収縮するワックス及び
該ワックスの体積変化により軸方向に変位可能なピスト
ンロッド１７を内蔵した感温ケース１８が固定されてい
る。また、弁座１４にはハウジング１２内に位置する反
力支持部１４ａが一体に形成されており、ピストンロッ
ド１７の先端１７ａは反力支持部１４ａに対向するよう
配置されている。冷却水温度の上昇に伴いワックスが膨
張してピストンロッド１７が伸長すると、ピストンロッ
ド１７の先端１７ａと反力支持部１４ａとが当接した状
態でスプリング１６の付勢力に抗して感温ケース１８及
び第１弁体１１が図中右方に変位し、第１弁体１１が開
弁するものとなっている。The first valve element 11 has a temperature-sensitive driving means as
For example, a temperature-sensitive case 18 containing a wax that expands and contracts due to the temperature of the cooling water and a piston rod 17 that can be displaced in the axial direction due to a change in the volume of the wax is fixed. Further, a reaction force support portion 14a located in the housing 12 is formed integrally with the valve seat 14, and the distal end 17a of the piston rod 17 is arranged to face the reaction force support portion 14a. When the temperature of the cooling water rises and the wax expands and the piston rod 17 extends, the temperature-sensitive case against the urging force of the spring 16 in a state where the tip end 17a of the piston rod 17 and the reaction force support portion 14a are in contact with each other. 18 and the first valve body 11 are displaced rightward in the figure, and the first valve body 11 is opened.
【００１７】また、感温ケース１８の温水導入口１３ａ
側端部には、第１弁体１１が感温ケース１８を伴って開
方向（図２中右方向）に一定以上リフトした際に、温水
導入口１３ａを閉塞してバイパス通路１０からの冷却水
の流入を阻止する第２弁体１９が設けられている。第２
弁体１９は感温ケース１８に摺動自在に嵌挿され、スプ
リング２０により温水導入口１３ａ側（図２中右方向）
に常時付勢されるとともにストッパ２１により感温ケー
ス１８からの脱落が防止されており、温水導入口１３ａ
を閉塞した状態で感温ケース１８が更に変位した場合に
は、スプリング２０が伸縮してストロークを吸収できる
ようになっている。The hot water inlet 13a of the temperature sensitive case 18
At the side end, when the first valve body 11 is lifted by a certain amount or more in the opening direction (right direction in FIG. 2) together with the temperature-sensitive case 18, the hot water inlet 13 a is closed and cooling from the bypass passage 10 is performed. A second valve body 19 for preventing inflow of water is provided. Second
The valve body 19 is slidably fitted into the temperature-sensitive case 18, and is heated by the spring 20 toward the hot water inlet 13 a (to the right in FIG. 2).
And the stopper 21 prevents the temperature-sensitive case 18 from dropping off.
If the temperature-sensitive case 18 is further displaced in a state where is closed, the spring 20 expands and contracts to absorb the stroke.
【００１８】感温ケース１８に内蔵されるワックスは、
純度が高く、また熱膨張を開始する温度が高い（本実施
形態では９０℃）性状のものが選択されている。一般
に、ワックスの純度を高くすることにより、温度変化に
対する膨張・収縮応答性がよりよくなることが知られて
いる。なお、ワックス及びピストンロッド１７を内蔵す
る感温ケース１８の詳細構造については、前記したワッ
クス性状の違いを除いて既に公知のものと同様であるた
め、ここでの説明は省略する。The wax contained in the temperature-sensitive case 18 is
A material having high purity and a high temperature at which thermal expansion is started (90 ° C. in the present embodiment) is selected. In general, it is known that by increasing the purity of the wax, the responsiveness of expansion and contraction to changes in temperature is improved. The detailed structure of the temperature-sensitive case 18 containing the wax and the piston rod 17 is the same as that of the known case except for the above-described difference in the properties of the wax.
【００１９】ハウジング１２の第１弁体１１と対向する
壁面外側には、アクチュエータとして電磁アクチュエー
タ２２が取付けられており、この電磁アクチュエータ２
２により伸縮駆動される駆動部材２３，２３がハウジン
グ１２を液密に長手方向に貫通して延び、第１弁体１１
と一体化された感温ケース１８に当接可能に設けられて
いる。駆動部材２３，２３が貫通するハウジング１２の
貫通穴１２ｃ，１２ｃにはＯリング，Ｘリングといった
図示しないパッキン類が配されており、貫通穴１２ｃか
らの冷却水漏洩を防止している。また、電磁アクチュエ
ータ２２の駆動は、エンジンの運転状態を示す各種信号
を入力して所定の制御を行なうＥＣＵ２４からの制御信
号に基づいて行われるようになっている。An electromagnetic actuator 22 is mounted on the outer surface of the wall of the housing 12 facing the first valve body 11 as an actuator.
Drive members 23, 23 driven to expand and contract by the second member extend through the housing 12 in a liquid-tight manner in the longitudinal direction, and the first valve body 11
It is provided so as to be able to contact the temperature-sensitive case 18 integrated with the temperature-sensitive case 18. Packings (not shown) such as O-rings and X-rings are disposed in the through holes 12c, 12c of the housing 12 through which the driving members 23, 23 penetrate to prevent leakage of cooling water from the through holes 12c. The driving of the electromagnetic actuator 22 is performed based on a control signal from the ECU 24 that performs various controls indicating the operating state of the engine and performs predetermined control.
【００２０】これにより、ＥＣＵ２４が電磁アクチュエ
ータ２２を作動させて駆動部材２３を伸長作動させると
第１弁体１１及び感温ケース１８を強制的に変位させる
ことができ、第１弁体１１及び第２弁体２１の開閉作動
を制御することができるようになっている。また、駆動
部材２３を図２に示す初期状態にしておけば、ワックス
による第１弁体１１及び第２弁体２１の開閉作動を妨げ
ることがないようになっている。なお、電磁アクチュエ
ータ２２は、ＥＣＵ２４からの制御信号、具体的には電
磁アクチュエータ２２に内蔵される図示しない電磁コイ
ルに流れる電流値に応じて駆動部材２３，２３を駆動
し、制御弁１１を開閉するが、その詳細構造については
ここでの説明は省略する。Thus, when the ECU 24 operates the electromagnetic actuator 22 to extend the drive member 23, the first valve body 11 and the temperature sensing case 18 can be forcibly displaced, and the first valve body 11 and the first The opening / closing operation of the two-valve element 21 can be controlled. If the driving member 23 is in the initial state shown in FIG. 2, the opening and closing operation of the first valve body 11 and the second valve body 21 by the wax is not hindered. The electromagnetic actuator 22 drives the driving members 23 according to a control signal from the ECU 24, specifically, a current value flowing through an electromagnetic coil (not shown) built in the electromagnetic actuator 22, and opens and closes the control valve 11. However, a detailed description thereof is omitted here.
【００２１】ＥＣＵ２４は、図示しない冷却水温セン
サ，エンジン回転数センサ，アクセル開度センサ等の出
力信号に基づいてエンジンの運転状態を判断し、電磁ア
クチュエータ２２の駆動を制御して、冷却水温度が所定
範囲内（本実施形態では７０℃〜９０℃）となるよう冷
却水の温度領域全域にわたって第１弁体１１及び第２弁
体２１を開閉制御する。このとき、アクセル開度とエン
ジン回転数から算出されている現在のエンジン負荷に対
する冷却水温度の目標値を、図３に示すように冷却水温
度がエンジン１の最大負荷（ＭＡＸ）時に所定範囲下限
（この場合７０℃）、また最小負荷（ＭＩＮ）時に所定
範囲上限（この場合９０℃）となる直線に基づいて設定
する。また、エンジン１の負荷が急に高く（低く）なっ
たときには冷却水温度が実際に高く（低く）なる（冷却
水温度センサの出力より判定）のを待たず第１弁体１１
の開度を大きく（小さく）する。The ECU 24 determines the operating state of the engine based on output signals from a cooling water temperature sensor (not shown), an engine speed sensor, an accelerator opening sensor, and the like, and controls the driving of the electromagnetic actuator 22 to reduce the cooling water temperature. The first valve body 11 and the second valve body 21 are controlled to open and close over the entire temperature range of the cooling water so as to be within a predetermined range (70 ° C. to 90 ° C. in the present embodiment). At this time, the target value of the coolant temperature with respect to the current engine load calculated from the accelerator opening and the engine speed is set to a predetermined range lower limit when the coolant temperature is at the maximum load (MAX) of the engine 1 as shown in FIG. (In this case, 70 ° C.), and set based on a straight line that is the upper limit of the predetermined range (in this case, 90 ° C.) at the minimum load (MIN). When the load of the engine 1 suddenly increases (lowers), the first valve body 11 does not wait for the cooling water temperature to actually increase (lower) (determined from the output of the cooling water temperature sensor).
To increase (decrease) the opening degree.
【００２２】このようにエンジン１を流れる冷却水の温
度を制御することにより、高負荷時にはエンジン１がよ
く冷却されてノックが抑制され高出力となる。低負荷時
にはエンジン１がよく暖められて燃焼状態がよい上、オ
イル粘度が低下して摺動部フリクションが低減するた
め、燃費が向上する。また、エンジン１から排出される
未燃炭化水素（ＨＣ）を低減することも可能である。こ
こで、冷却水温度の変化はエンジン負荷の変化から予測
可能であるため、見込制御を行なうこと等により冷却水
温度の急変を効率よく抑制することもできる。By controlling the temperature of the cooling water flowing through the engine 1 as described above, the engine 1 is cooled well at a high load, knock is suppressed, and a high output is obtained. When the load is low, the engine 1 is warmed well and the combustion state is good, and the oil viscosity is reduced to reduce the friction of the sliding portion, so that the fuel efficiency is improved. It is also possible to reduce unburned hydrocarbons (HC) discharged from the engine 1. Here, since a change in the cooling water temperature can be predicted from a change in the engine load, a sudden change in the cooling water temperature can be efficiently suppressed by performing expectation control or the like.
【００２３】以上のように構成された本実施形態にかか
るサーモスタット装置５では、電磁アクチュエータ２２
により制御される冷却水の温度範囲（７０℃〜９０℃）
において、感温ケース１８に内蔵されるワックスが膨張
を開始する温度（９０℃）に達しないかほぼ同等のた
め、所謂感温駆動手段は殆ど作動しない。そのため制御
弁１１の開閉制御はほぼ電磁アクチュエータ２２のみに
よって行なわれ、制御弁１１の開度は冷却水温度に必ず
しも依存する必要がないため、冷却水温度制御に自由度
を持たせることができる。In the thermostat device 5 according to the present embodiment configured as described above, the electromagnetic actuator 22
Temperature range (70 ° C to 90 ° C)
In this case, since the temperature of the wax contained in the temperature-sensitive case 18 does not reach or substantially equal to the temperature at which expansion starts (90 ° C.), the so-called temperature-sensitive drive means hardly operates. Therefore, the opening / closing control of the control valve 11 is substantially performed only by the electromagnetic actuator 22, and the opening degree of the control valve 11 does not necessarily need to depend on the cooling water temperature, so that the cooling water temperature control can have a degree of freedom.
【００２４】そして、万が一電磁アクチュエータ２２の
故障や電磁アクチュエータ２２に制御信号を送るＥＣＵ
２４の故障や信号伝達経路の断線等が発生して電磁アク
チュエータ２２が作動不能になると、スプリング１６の
付勢力により第１弁体１１は閉位置（第２弁体は開位
置）のままとなる。このため冷却水温度は上昇するが、
電磁アクチュエータ２２及びＥＣＵ２４により制御され
る温度範囲の上限（９０℃）を超えそうになると、感温
駆動手段のワックスが膨張を開始し、冷却水温度の上昇
に伴って膨張を続けながらピストンロッド１７を感温ケ
ース１８から押し出して第１弁体１１を開弁させるた
め、エンジン１を流れる冷却水の温度が下げられてオー
バヒートが未然に防止される。The ECU which sends a control signal to the electromagnetic actuator 22 or a failure of the electromagnetic actuator 22
If the electromagnetic actuator 22 becomes inoperable due to failure of the power supply 24, disconnection of the signal transmission path, or the like, the first valve body 11 remains in the closed position (the second valve body is in the open position) due to the urging force of the spring 16. . As a result, the cooling water temperature rises,
When the temperature exceeds the upper limit (90 ° C.) of the temperature range controlled by the electromagnetic actuator 22 and the ECU 24, the wax of the temperature-sensitive driving means starts to expand, and continues to expand with the rise of the cooling water temperature. Is pushed out of the temperature sensing case 18 to open the first valve body 11, so that the temperature of the cooling water flowing through the engine 1 is lowered, and overheating is prevented.
【００２５】なお、本実施形態における感温駆動手段の
冷却水温度に対する第１弁体１１の開度特性を図４に示
す。図中（ａ）で示される範囲（７０℃〜９０℃）は電
磁アクチュエータ２２により制御される冷却水の温度範
囲であり、その上限である９０℃付近から感温駆動手段
は開弁動作を開始する。そしてエンジン１がオーバヒー
ト限界に達するＴwmaxまでに第１弁体１１が全開（第２
弁体２１は全閉）するように設定されている。このよう
に感温駆動手段を設定することにより、電磁アクチュエ
ータ２２が故障して冷却水温度が異常に高温になった場
合にも、エンジン１のオーバヒートを確実に防止するこ
とができる。FIG. 4 shows the opening degree characteristics of the first valve body 11 with respect to the cooling water temperature of the temperature-sensitive driving means in this embodiment. The range (70 ° C. to 90 ° C.) shown by (a) in the figure is the temperature range of the cooling water controlled by the electromagnetic actuator 22, and the temperature-sensitive driving means starts the valve opening operation from around the upper limit of 90 ° C. I do. Then, the first valve element 11 is fully opened (Twmax) by Twmax when the engine 1 reaches the overheat limit.
The valve element 21 is set to be fully closed. By setting the temperature-sensitive driving means in this manner, overheating of the engine 1 can be reliably prevented even when the electromagnetic actuator 22 breaks down and the coolant temperature becomes abnormally high.
【００２６】なお、上記の実施形態では本発明にかかる
サーモスタット装置を自動車用エンジンに適用した場合
を示したが、本発明は、これに限らず、産業用や船舶用
等全ての内燃機関に適用することができる。また、アク
チュエータの一例として電磁アクチュエータを用いた
が、バキューム式油圧式やモータ式のアクチュエータを
用いてもよい。アクチュエータによって制御される冷却
水の温度範囲を７０℃〜９０℃としたが、その上限近傍
から感温駆動手段が開作動を開始するようにさえすれ
ば、その温度範囲は任意に設定してよい。さらに、図３
のようにエンジン負荷に対する冷却水温度を直線的に設
定したが、任意の矩形波又は曲線に設定してもよいし、
エンジン負荷のかわりにエンジン回転数を制御パラメー
タとしてもよい。その上、前記実施形態はサーモスタッ
ト装置をラジエータ下流側（エンジン上流側）に配置し
た例を示したが、ラジエータ上流側（エンジン下流側）
に配置してもよい。In the above embodiment, the case where the thermostat device according to the present invention is applied to an automobile engine has been described. However, the present invention is not limited to this, and is applicable to all internal combustion engines such as industrial and marine engines. can do. Although an electromagnetic actuator is used as an example of the actuator, a vacuum hydraulic actuator or a motor actuator may be used. Although the temperature range of the cooling water controlled by the actuator is set to 70 ° C. to 90 ° C., the temperature range may be set arbitrarily as long as the temperature-sensitive driving unit starts the opening operation from the vicinity of the upper limit. . Further, FIG.
Although the cooling water temperature with respect to the engine load was set linearly as described above, it may be set to any rectangular wave or curve,
The engine speed may be used as the control parameter instead of the engine load. In addition, the above-described embodiment shows an example in which the thermostat device is disposed downstream of the radiator (upstream of the engine), but is upstream of the radiator (downstream of the engine).
May be arranged.
【００２７】[0027]
【考案の効果】以上のように、本発明にかかるサーモス
タット装置によれば、共通の弁体をアクチュエータ及び
感温駆動手段のいずれでも駆動できるようにしたので、
小型で安価なサーモスタット装置が構成できる。また、
万一アクチュエータ又は制御手段が故障し冷却水温度が
所定の範囲を超えるような事態が発生しても、信頼性に
優れる感温駆動手段が弁体を開作動するため、内燃機関
のオーバヒートを確実に防止できる。As described above, according to the thermostat device according to the present invention, the common valve element can be driven by either the actuator or the temperature-sensitive driving means.
A small and inexpensive thermostat device can be configured. Also,
Even if the actuator or the control means breaks down and the coolant temperature exceeds the predetermined range, the highly reliable temperature-sensitive driving means opens the valve body, ensuring overheating of the internal combustion engine. Can be prevented.
【図１】本発明の一実施形態としてのサーモスタット装
置の全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a thermostat device as one embodiment of the present invention.
【図２】本発明の一実施形態としてのサーモスタット装
置の詳細構造を一部断面して示す側面図である。FIG. 2 is a side view partially showing a detailed structure of a thermostat device as one embodiment of the present invention.
【図３】本発明の一実施形態としてのサーモスタット装
置についてのＥＣＵによる制御特性である。FIG. 3 is a graph showing control characteristics by an ECU of a thermostat device according to an embodiment of the present invention.
【図４】本発明の一実施形態としてのサーモスタット装
置における感温駆動手段による弁開閉特性図である。FIG. 4 is a valve opening / closing characteristic diagram of a thermosensitive drive unit in the thermostat device as one embodiment of the present invention.
１ エンジン ５ サーモスタット装置 １１ 第１弁体 １４ 弁座 １７ ピストンロッド １８ 感温ケース ２１ 第２弁体 ２２ 電磁アクチュエータ ２３ 駆動部材 ２４ ＥＣＵ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 5 Thermostat device 11 1st valve body 14 Valve seat 17 Piston rod 18 Temperature sensing case 21 2nd valve body 22 Electromagnetic actuator 23 Drive member 24 ECU
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 孝幸 東京都大田区下丸子四丁目21番１号 三菱 自動車エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 3H057 AA05 BB02 BB06 BB32 CC13 DD03 DD23 EE01 FC05 HH17 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Takayuki Inoue 4-21-1, Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Mitsubishi Motor Engineering Co., Ltd. F-term (reference) 3H057 AA05 BB02 BB06 BB32 CC13 DD03 DD23 EE01 FC05 HH17
Claims (1)
と、前記弁体を開閉駆動可能なアクチュエータと、冷却
水の温度が所定範囲内となるよう前記内燃機関の運転状
態に応じて前記アクチュエータの作動を制御する制御手
段と、前記冷却水の温度が前記所定範囲の上限近傍以上
になると熱膨張により前記弁体を開作動させる感温駆動
手段とを備えることを特徴とする、サーモスタット装
置。1. A valve body capable of opening and closing a cooling water passage of an internal combustion engine, an actuator capable of driving the valve body to open and close, and an operation state of the internal combustion engine according to an operating state of the internal combustion engine such that a temperature of the cooling water is within a predetermined range. A thermostat, comprising: control means for controlling the operation of the actuator; and temperature-sensitive drive means for opening the valve body by thermal expansion when the temperature of the cooling water becomes equal to or higher than the upper limit of the predetermined range. apparatus.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003033887A1 (en) * | 2001-10-15 | 2003-04-24 | Nippon Thermostat Co., Ltd. | Method for controlling electronically-controlled thermostat |
| JP2013525653A (en) * | 2010-04-19 | 2013-06-20 | アイシン精機株式会社 | Vehicle coolant control valve |
| CN103261619A (en) * | 2010-12-17 | 2013-08-21 | 沃尔沃拉斯特瓦格纳公司 | Method to control a drivetrain of a vehicle |
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- 1999-07-16 JP JP20271299A patent/JP3651318B2/en not_active Expired - Fee Related
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